EP0114625A2 - O,S-Dialkyl-S-(carbamoyloxymethyl)-dithiophosphorsäureester, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung als Schädlingsbekämpfungsmittel - Google Patents
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- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
- C07F9/02—Phosphorus compounds
- C07F9/547—Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom
- C07F9/553—Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having one nitrogen atom as the only ring hetero atom
- C07F9/576—Six-membered rings
- C07F9/59—Hydrogenated pyridine rings
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- C07F9/02—Phosphorus compounds
- C07F9/547—Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom
- C07F9/6527—Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms
- C07F9/6533—Six-membered rings
Definitions
- R 1 and R 2 preferably represent straight-chain or branched alkyl radicals having 2 to 4 carbon atoms, such as ethyl, n- or isopropyl, sec- or isobutyl, R 3 preferably represents hydrogen, methyl or ethyl and R 4 and R 5 preferably for methyl, ethyl or NR 4 R 5 for pyrrolidyl, piperidyl or morpholyl.
- phosphates (II) are, for example, the potassium, sodium or ammonium salts of 0-methyl or 0-ethyl-S-ethyl or n- or iso-propyl or iso- or sec-butyl-dithiolphosphoric acid.
- carbamic acid esters (III) are, for example, N-methyl, N-ethyl, N-propyl, N-isopropyl, N, N-tetramethylene, N, N-dimethyl, N, N-diethyl and N , N-Dipropylcarbamidklamonochlor- or monobromomethyl ester.
- the above starting materials are also easily accessible on an industrial scale and with a good yield. They are obtained, for example, by chlorination of methyl chloroformate (cf. Hentschel, J. Prakt. Chem. (2) 36, 213 [18877] and subsequent reaction of the monochloromethyl chloroformate obtained with ammonia or the relevant primary or secondary amine.
- solvents or diluents can be used as solvents or diluents when carrying out the production process.
- solvents or diluents include in particular aliphatic and aromatic, optionally chlorinated hydrocarbons, such as benzene, toluene, xylene, gasoline, methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, chlorobenzene, ethers, such as diethyl and dibutyl ether, also ketones, such as acetone, methyl ethyl, methyl isopropyl and methyl isobutyl ketone and Alcohols such as isopropanol and others.
- nitriles such as aceto- and propionitrile have proven particularly useful.
- the reactions generally take place at a sufficient temperature below 100 ° C., preferably up to 70 ° C. at atmospheric pressure.
- the substances according to the invention mostly occur in the form of colorless to pale yellow, viscous, water-insoluble oils which cannot be distilled without decomposing, but by so-called “distillation", i.e. prolonged heating under reduced pressure to a moderately elevated temperature can be freed of volatile constituents and can be cleaned in this way.
- the refractive index is primarily used to characterize them.
- the new substances according to the invention are distinguished by excellent insecticidal and acaricidal properties. They have a good activity against both sucking and biting insects, dipteras, mites and a systemic and soil-insecticidal action, but in particular an excellent action against lepidopterans. In addition, these connections are characterized significantly lower toxicity compared to those described in DE-OS 22 06 678.
- N, N-dimethylcarbamic acid alpha-monochloroethyl ester required as an example of starting material takes place e.g. as follows: 55 g (0.38 mol) of chloroformic acid alpha-chloroethyl ester are dissolved in 500 ml of ether. 38 g (0.4 mol) of condensed dimethylamine are slowly added dropwise at -30 ° C. and the mixture is left to stand at room temperature overnight. It is filtered off from dimethylammonium chloride, washed with ether and evaporated down i.V. at room temperature. The residue is distilled. 32.5 g (0.215 mol) of N, N-dimethylcarbamic acid alpha-monochloroethyl ester, Spt. 40 to 42 ° C / 0.4 to 0.5 mbar.
- the other compounds can be obtained by using other starting materials analogously; Due to their structural similarity, they can be expected to have a similar effect to the compounds examined in more detail.
- skimmed milk 4.5 ml each of skimmed milk is poured into 50 ml of penicillin glasses and 0.5 ml of the aqueous active ingredient preparation is added to them. After a short mixing, add a cotton ball and cover it with about 50 egg larvae of the house fly.
- the glasses are stored covered at room temperature and the development is assessed after 7 days.
- Leaves of young cabbage plants are immersed in the aqueous active ingredient emulsion for 3 seconds and, after a short drop, placed on a moistened filter in a petri dish. The sheet is then covered with 10 caterpillars of the 4th stage.
- the effect is assessed after 48 hours.
- the tests are carried out in 100 ml plastic beakers on 40 g of a nutrient medium made of carrot powder and water 1: 3 with added yeast.
- the active ingredient is stirred into the finished slurry as an aqueous preparation and inoculated with 100 to 200 fresh eggs. It is important to ensure that the aqueous egg slurry is used very quickly, otherwise the larvae will hatch and die.
- the cups are kept closed at 24 to 26 ° C; after about a week the development can be assessed.
- the test is carried out on young ticks that have first taken blood. 5 animals each are immersed in a TEEFIX bag for 5 seconds in the aqueous active ingredient preparation. The bag is suspended freely. The test temperature is 25 to 26 ° C. The mortality rate is determined after 48 hours.
- Each 300 g of compost is intimately mixed with 30 ml of the aqueous active ingredient preparation and filled into plastic pots. The pots are then planted with tomato seedlings and kept at 22 to 24 ° C under greenhouse conditions.
- the comparative agents all proved to be insufficiently effective at a concentration of 0.1%.
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Abstract
Description
- Es ist bereits bekannt (vgl. DE-AS 10 60 659 und DE-OS 22 06 678), daß 0,0-Dialkyl-S-[N-monoalkylcarbamoyloxymethyl]-(thiono)thiolphosphorsäure- ester bzw. 0-Alkyl-S-[carbamoyloxymethyl]-(thiono)-thiolphosphor(phos- phen)säureester wie z.B. 0,0-Diethyl-S-(N-methylcarbamoyloxymethyl]-phosphorsäureester oder 0,0-Diethyl-S-[N-methylcarbamoyloxymethyl]-thiono- thiolphosphorsäureester eine insektizide und akarizide Wirkung besitzen.
-
- R 1 und R2 je einen Alkylrest mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen und
- R 3, R 4 und R5 Wasserstoff oder je einen Alkylrest mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen bedeuten oder
- R4 und R5 zusammen mit dem von ihnen eingeschlossenen Stickstoffatom einen mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen und ggf. ein oder mehrere Sauerstoff-, Schwefel- oder Stickstoffatome aufweisenden, gesättigten oder olefinisch ungesättigten Ring bedeuten,
-
- M für einen Alkali-, Erdalkali- oder gegebenenfalls Alkyl-substituiertes Ammoniumäquivalent steht,
-
- Die zu verwendenden Ausgangsstoffe sind durch die Formeln (II) und (III) allgemein definiert. Vorzugsweise stehen R1 und R2 jedoch für geradkettige oder verzweigte Alkylreste mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Ethyl, n- oder iso-Propyl, sec.- oder iso-Butyl, R3 steht vorzugsweise für Wasserstoff, Methyl oder Ethyl und R4 und R5 vorzugsweise für Methyl, Ethyl bzw. NR4R5 für Pyrrolidyl, Piperidyl oder Morpholyl.
- Beispiele für Phosphate (II) sind etwa die Kalium-, Natrium- oder Ammoniumsalze der 0-Methyl- oder 0-Ethyl-S-ethyl- oder n- bzw. iso-Propyl oder iso- bzw. sec.-Butyl-dithiolphosphorsäure.
- Beispiele für Carbamidsäureester (III) sind etwa N-Methyl-, N-Ethyl-, N-Propyl-, N-Isopropyl-, N,N-tetramethylen-, N,N-Dimethyl-, N,N-Diethyl-und N,N-Dipropylcarbamidsäuremonochlor- oder monobrommethylester.
- Die vorstehenden Ausgangsstoffe sind auch in technischem Maßstab leicht und mit guter Ausbeute zugänglich. Sie werden beispielsweise durch Chlorierung von Chlorameisensäuremethylester (vgl. Hentschel, J. prakt. Chem. (2) 36, 213 [18877] und anschließende Umsetzung des erhaltenen Chlorameisensäuremonochlormethylesters mit Ammoniak bzw. dem betreffenden primären oder sekundären Amin erhalten.
- Als Lösungs- bzw. Verdünnungsmittel kommen bei der Durchführung des Herstellungsverfahrens praktisch alle inerten organischen Lösungs- bzw. Verdünnungsmittel in Frage. Hierzu gehören insbesondere aliphatische und aromatische, gegebenenfalls chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Xylol, Benzin, Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Chlorbenzol, Ether, wie Diethyl- und Dibutylether, ferner Ketone, wie Aceton, Methylethyl-, Methylisopropyl- und Methylisobutylketon und Alkohole wie iso-Propanol und andere. Besonders bewährt haben sich jedoch Nitrile, wie Aceto- und Propionitril.
- Die Umsetzungen laufen im allgemeinen bei einer ausreichenden Temperatur unterhalb von 100°C, vorzugsweise bei bis zu 70°C bei atmosphärischem Druck ab.
- Dabei werden die Verbindungen (II) bzw. (III) i.a. in stöchiometrischen Verhältnissen eingesetzt. Ein Überschuß des einen oder anderen Reaktionsteilnehmers bringt keine wesentlichen Vorteile, schließt jedoch die Umsetzung nicht aus.
- Die erfindungsgemäßen Stoffe fallen meist in Form farbloser bis schwach gelb gefärbter, viskoser, wasserunlöslicher öle an, die sich nicht unzersetzt destillieren lassen, jedoch durch sogenanntes "Andestillieren", d.h. längeres Erhitzen unter vermindertem Druck auf mäßig erhöhte Temperatur von flüchtigen Anteilen befreit und auf diese Weise gereinigt werden können. Zu ihrer Charakterisierung dient vor allem der Brechungsindex.
- Wie bereits erwähnt, zeichnen sich die erfindungsgemäßen neuen Stoffe durch hervorragende insektizide und akarizide Eigenschaften aus. Sie besitzen dabei eine gute Wirksamkeit sowohl gegen saugende als auch beißende Insekten, Dipteren, Milben sowie eine systemische und bodeninsektizide Wirkung, insbesondere aber hervorragende Wirkung gegen Lepidopteren. Darüber hinaus zeichnen sich diese Verbindungen durch wesentlich geringere Toxizität im Vergleich zu denen in der DE-OS 22 06 678 beschriebenen aus.
- Die Herstellung des beispielhaft als Ausgangsmaterial benötigten N,N-Di- methylcarbamidsäure-alpha-monochlorethylesters geschieht z.B. wie folgt: 55 g (0,38 Mol) Chlorameisensäure-alpha-chlorethylester werden in 500 ml Ether gelöst. Bei -30°C tropft man 38 g (0,4 Mol) kondensiertes Dimethylamin langsam hinzu und läßt über Nacht bei Raumtemperatur stehen. Man filtriert vom Dimethylammoniumchlorid ab, wäscht mit Ether nach und engt i.V. bei Raumtemperatur ein. Der Rückstand wird destilliert. Man erhält 32,5 g (0,215 Mol) N,N-Dimethylcarbamidsäure-alpha-monochlorethylester, Spt. 40 bis 42°C/0,4 bis 0,5 mbar.
- Analyse (M.G. 152):
- Ber.: C 39,6 H 6,7 N 9,2 Cl 23,4
- Gef.: C 39,7 H 6,8 N 9,3 Cl 24,2
- Zu 12,3 g (0,05 Mol) Dimethylammonium 0-Ethyl-S-n-propyl-dithiolphosphat in 100 ml Acetonitril führt man allmählich bei Raumtemperatur 6,5 g (0,04 Mol) N,N-tetramethylen-carbamidsäure-monochlormethylester. Nach 4 Std. bei 500C engt man unter vermindertem Druck ein, nimmt in 300 ml Toluol auf, wäscht dreimal mit je 50 ml Wasser und trocknet über Na2S04. Nach dem Abdestillieren der Hauptmenge an Lösungsmittel beläßt man nach 1,5 Std. an der ölpumpe bei 50°C. Ausbeute 8,5 g (0,026 Mol) entsprechend 65 % der berechneten Ausbeute; nD 22= 1,5229.
- Analyse bezogen auf Molgewicht 327:
- Ber.: C 40,4 H 6,8 N 4,3 S 19,6 P 9,4
- Gef.: C 40,6 H 6,7 N 4,5 S 18,9 P 8,7
- Zu 12,3 g (0,05 Mol) Dimethylammonium 0-Ethyl-S-n-propyl-dithiolphosphat in 100 ml Acetonitril werden bei Raumtemperatur 7,2 g (0,04 Mol) N,N-(3--Oxa)-pentamethylen-carbamidsäure-monochlormethylest er zugesetzt. Man erwärmt 4 Std. auf 50°C, entfernt das Lösungsmittel i.V., nimmt in 300 ml Toluol auf, schüttelt dreimal mit je 50 ml Wasser aus und trocknet über Na2S04. Nach Abdestillieren der Hauptmenge beläßt man noch 2 Stunden an der ölpumpe. Ausbeute 7,5 g (0,022 Mol = 55 %) eines gelben öls;
nD 21= 1,5240. - Analyse (M.G. 343):
- Ber.: C 38,5 H 6,5 N 4,1
- Gef.: C 38,7 H 6,5 N 4,4.
- Zu einer Lösung von 11,8 g (0,048 Mol) Dimethylammonium-0-Ethyl-S-i--propyl-dithiolphosphat in 100 ml Acetonitril gibt man unter Rühren bei Raumtemperatur 5,6 g (0,04 Mol) N,N-Dimethylcarbamidsäure-monochlormethylester. Nach 10 Std. bei 35°C zieht man das Lösungsmittel i.V. ab und nimmt in 300 ml Toluol auf. Man wäscht dreimal schnell mit je 50 ml Wasser, trocknet über Na2S04 und entfernt die Hauptmenge des Lösungsmittel i.V.. Man beläßt den zurückbleibenden öligen, gelben Ester noch 2 Std. bei 50°C an der ölpumpe. Ausbeute 7,7 g (0,026 Mol = 65 %); nD 26= 1,5085.
- Analyse (M.G. 301):
- Ber. C 35,9 H 6,7 N 4,7 S 21,3 P 10,3
- Gef.: C 35,6 H 6,6 N 4,9 S 21,5 P 10,1.
- Zu 13,0 g (0,05 Mol) Dimethylammonium O-Ethyl-S-sec.-butyl-dithiolphosphat in 100 ml Acetonitril gibt man bei Raumtemperatur 4,9 g (0,04 Mol) N-Methyl-carbamidsäure-monochlormethylester. Nach 2 Stunden bei 50°C zieht man das Lösungsmittel i.V. ab, nimmt in 300 ml Toluol auf, wäscht schnell dreimal mit je 50 ml Wasser, trocknet über Na2S04 und engt i.V. ein. Den zurückbleibenden Ester beläßt man noch 2 Std. bei 400C an der ölpumpe.
- Ausbeute 7,5 g (0,025 Mol = 63 %) zähes, gelbes öl. nD 23= 1,5165.
- Analyse (M.G. 301):
- Ber.: C 35,8 H 6,6 N 4,6 S 21,2 P 10,3
- Gef.: C 35,8 H 6,6 N 4,5 S 21,7 P 10,4
- Die in der nachstehenden Tabelle mit dem Brechungsindex aufgeführten Verbindungen wurden unter entsprechender Abwandlung der vorstehenden Herstellbeispiele in ähnlicher Ausbeute erhalten.
-
- Die vorstehend aufgeführten und andere erfindungsgemäße Wirkstoffe werden auf die für Phosphorsäureester übliche Weise angewendet. Angaben zur Formulierung, Anwendungstechnik und Wirkungsweise und Angaben über geeignete Mischungspartner zur Erzielung synergistischer und anderer vorteilhafter Wirkungen können beispielsweise der US-PS 4 320 122 entnommen werden.
-
- Je 4,5 ml Magermilch füllt man in 50 ml Penicillingläser und versetzt sie darauf mit 0,5 ml der wäßrigen Wirkstoffaufbereitung. Nach kurzem Mischen fügt man ein Wattebällchen dazu und belegt dieses mit ca. 50 Ei-Larven der Stubenfliege.
- Die Gläser lagert man abgedeckt bei Raumtemperatur und beurteilt die Entwicklung nach 7 Tagen.
- Bei diesem Versuch erzielten die Wirkstoffe der Beispiele 1, 2, 5, 7, 8, 9, 12, 13 und 14 in einer Konzentration von 0,2 bis 0,5 ppm 100 Xige Wirkung; Die Vergleichsmittel waren in der gleichen Weise erst bei 10fach höherer Konzentration wirksam.
- Blätter von jungen Kohlpflanzen werden 3 Sekunden in die wäßrige Wirkstoffemulsion getaucht und nach kurzem Abtropfen auf einen angefeuchteten Filter in eine Petrischale gelegt. Das Blatt wird darauf mit 10 Raupen des 4. Stadiums belegt.
- Nach 48 Stunden beurteilt man die Wirkung.
- Bei diesem Versuch erzielten die Wirkstoffe der Beispiele 2, 4, 5, 8, 9, 12, 13, 14 und 15 in einer Konzentration von 0,005 % oder weniger vollständige Wirkung, während die Vergleichsmittel A, B, C und D erst in etwa 10fach höherer Konzentration voll wirkten.
- Die Versuche werden in 100 ml Plastik-Bechern auf 40 g eines Nährbodens aus Karottenpulver und Wasser 1:3 mit Hefezusatz durchgeführt.
- Der Wirkstoff wird als wäßrige Aufbereitung in den fertigen Brei eingerührt und dieser mit 100 bis 200 frischen Eiern beimpft. Es ist darauf zu achten, daß die wäßrige Eier-Aufschlämmung sehr schnell verwendet wird, da sonst die Larven bereits schlüpfen und absterben.
- Die Becher werden bei 24 bis 26°C geschlossen aufbewahrt; nach ca. einer Woche kann die Entwicklung beurteilt werden.
- Im Vergleich zum Mittel C, das in einer Konzentration von etwa 2 ppm voll wirksam war, wurden die Wirkstoffe der Beispiele 2, 4, 5, 6, 8, 9, 12, 13, 14 und 15 in bis zu 40mal geringerer Konzentration benötigt, um eine gute Wirkung zu erzielen.
- Junge Maisblätter werden 3 Sekunden in die wäßrige Aufbereitung der Wirkstoffe getaucht. Nach dem Antrocknen der Beläge bringt man sie in Petrischalen (0 12 cm) und besetzt diese mit 5 Raupen von ca. 1,5 cm Länge. Die Wirkung wird nach 48 Stunden bestimmt.
- In diesem Versuch erzielten Konzentrationen der Wirkstoffe 1, 5, 8, 12, 13 und 15 bereits unter 0,02 % eine gute Wirkung, während 4 der Vergleichsmittel bei doppelt so hoher Konzentration noch ungenügend wirkten.
- Die Prüfung erfolgt an jungen Zecken, die erst einmal Blut aufgenommen haben. Je 5 Tiere werden in einen TEEFIX-Beutel 5 Sekunden in die wäßrige Wirkstoffaufbereitung getaucht._der Beutel wird frei aufgehängt. Die Versuchstemperatur beträgt 25 bis 26°C. Nach 48 Stunden ermittelt man die Mortalitätsrate.
- In diesem Versuch wurde gute bis vollständige Wirkung schon bei einer Konzentration von 10 ppm oder weniger bei allen untersuchten Wirkstoffen beobachtet.
- Je 300 g Komposterde werden mit 30 ml der wäßrigen Wirkstoffaufbereitung innig vermischt und in Plastiktöpfe gefüllt. Darauf bepflanzt man die Töpfe mit Tomatensetzlingen und hält diese unter Gewächshausbedingungen bei 22 bis 24°C.
- Nach 6 bis 8 Wochen untersucht man die Wurzeln auf Gallenbildung.
- Mit einer Wirkstoffkonzentration von 0,1 % und - z.T. wesentlich - darunter wurde bei diesem Versuch die Gallenbildung vollständig unterdrückt; untersucht wurden die Wirkstoffe Nr. 4, 5, 7, 9, 12, 13, 14 und 15.
- Die Vergleichsmittel erwiesen sich sämtlich bei einer Konzentration von 0,1 % als ungenügend wirksam.
wesentlich besser insektizid und akarizid wirken als die bekannten 0,0-Dialkyl-S-[carbamoyloxymethyl]-(thiono)thiol phosphorsäureester analoger Konstitution und gleicher Wirkungsrichtung. Die erfindungsgemäßen Produkte stellen somit eine echte Bereicherung der Technik dar.
mit einem entsprechenden Carbamidsäure-monohalogenalkylester der Formel (III)
Hal für Chlor oder Brom steht,
umsetzt.
Claims (6)
mit einem entsprechenden Carbamidsäure-monohalogenalkylester der Formel (II)
Hal für Chlor oder Brom steht,
umsetzt.
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